Введение к работе
Актуальность темы. Рост добычи полезных ископаемых в Сибири, " Дальнем Востоке. Якутии в других районах Крайнего севера приводит іс существенному увеличению парка машин, і? частности', экскавато ров, эксплуатируемых при низких температурах. Однако, как показывает практика, снижение температуры эксплуатации приводит к рез>-кому увеличению случае1" разрушения различных узлов экскаваторов. Чаще всего разрушаются сварные узлы, причту в большинстве случаев разрушение происходит по сварному шву или зоне термического влияния (ЗТВ). Этому способствует наличие конструктивных или тохноле- гическнх концентраторов напряжения.. Последние обычно связаны с наличием в сварном шзе различных дефектов, (трецин. лор, неметаллических включений, непроваров. подрезов .и т.д.). Существенное влияние на работоспособность сварных узлов оказывает выбор как . основного металла., так и сварочных материалов.
. Убытки связанные о выходом" из строя экскаваторов, работающих
в условиях Крайнего Севера достигают.' 100 млн. рублей в год по це
нам 1383 года. .
В этой связи повышение работоспособности экскаваторов, экс
плуатируемых в условиях Крайнего Севера, является актуальной за
дачей. . , '
Цель работы. Повышение эксплуатационных характеристик экска-ваторсв. работающих в условиях Крайнего Севера, за счет совершенствования конструкции сварных узлов и технологии их сборки И сварки.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
-оценить напряженно-деформированное состояние основных сварных узлов экскаваторов с помощью тензометрирования при полигонных испытаниях.
Провести оптимизацию конструкции сварных узлов, обеспечи--взщу» снижение напряжений, возникающих в сварных узлах в процессе эксплуатации. ' , :
Разработать упрошенную методику оценки долговечности сварных узлов экскаваторов.
Оценить трещнностойкость стали 09Г2С и различных' зон сварного соединения при нормальны); и отрицательных температурах.
Установить влияние температури на характер разрушения основного металла и зон сварного соединения.
Разработать технологии сборки и сварки узлов экскаваторов, обеспечивающие их рабоїоспособность при отрицательных температурах. .. . .
Внедрить предлагаемые конструктивные изменения сварных узлов'и технологии их изготовления на .АО "ТЙЖЭКС". . '
Научная новизна. - Методом тензомст'рирования при полигонных испыташ;ях установлены значения напряжений и деформаций в. различных сечэниях сварных узлов экскаваторов,
Разработаны рекомендации по совершенствован}!»} сварных сое-дикениД и конструкций, позволяющие снизить напряжения в сварных узлах и повысить их долговечность до значений превышающих м.^низ стандарты.
Разработана упрощенная методика оценил долговечности сварках узлов экскаваторов.
Установлены температурные зависимости механических свойств сті л 0ЭГ2С . и различных зон сварного соединения Сшсв. ЗТВ) для дакнсй етапи. -
На.,основании результатов механических исгшіанин и расчетов определены значений К,с для отдельных зон сварного соединения и найдена связь iv.my напряжением и допустимой " іной трещ«г.ы.при нормальней и отрицательных температурах.
Фрактографнческие исследования поверхностей изломов позео-ліілл установить характер разрушения металла в ' различных зонах сварного соединения стали' 09Г2С в интервала температур 293+213 К.
Практическая ценность. Предложен метод построения теет:ега-"урной зависимости предела текучести металла по результата:: испытаний образца на осевое растяяение при нормальной температуре, основанное на совместном использовании эмпирической зависимости Н.А. Махутова'и теоретической зависимости ~>.Д. Ярсшевича.
Проведенные исследования позволили зз счет оптимизации конструкций сварных узлов и совершенствования технологии подготовительных работ сСорки '.'и сварки, повысить качество-сварных конструкций, увеличить долговечность экскаваторов и получить годовой экономический эффект в размере 1608605 рублей в ценах 1932 года.'
Апробаїмги работа, Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались па научных семинарах кафедр сварки
- 5 -'
Липецкого и'Воронежского государственных технических университе-. тов в 1995 году, на международной конференции "Сварка и родственные технологии в строительстве и стройиндустрии". в Москве, в 1994 г, на III областной научно-технической конференции в г.Липецке. 1994 г., а также,на заседаниях научно-технического.совета АО "ТЯЖЭКС" Г.Воронеж 1993-1995 ГГ.
Публикации. По'результатам исследований опубликовано 6 работ.
Объем и структура "иссеоташкг. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка использованной литературы. Общий объем работы составляет 153 листа машинописного текста, включая 44 рисунка и 18 таблиц. Список литературы содержит 86 наименований.